Квантовая магия также раскрывается в исследовании одной из наиболее важной биологической деятельности – фотосинтеза. При фотосинтезе происходит захват фотона света хлорофиллом, включается мультибелковый комплекс, и благодаря энергии света активируются электроны. В результате образуются органические вещества из неорганических углекислого газа и воды. Переносимые в этом процессе электроны могут выбирать различные пути при движении через белковый комплекс. Однако фотосинтез – высокоэффективный процесс, и электроны выбирают для себя лишь один маршрут. Но каким образом? Квантовая суперпозиция дает возможность квантовой частице, в данном случае электрону, испытывать одновременно все возможные пути, а затем выбирать для прохождения наиболее подходящий.
Для фотосинтеза необходима специфическая и точная настройка молекулярных компонентов всего комплекса, чтобы эффективно управлять реакцией до ее успешного завершения. В 2006 г. канадские физики и химики продемонстрировали, что с помощью манипуляции колебательными частотами и при использовании волнообразной природы материи можно избирательно управлять поведением атомных и молекулярных систем. Однако белки хлорофилла действуют при относительно высоких температурах окружающей среды, а это заставляет молекулы испытывать случайные тепловые колебания. Как же эффективно транспортировать электроны через комплекс хлорофилла при таких случайных колебаниях? Объединив молекулярную динамику и квантовую химию для изучения процессов переноса электрона, физики из Калифорнийского университета в Сан-Диего предложили основательное решение этой проблемы. Их исследование показало, что перенос электрона происходит через сеть квантовых туннельных путей, созданных посредством конструктивных или деструктивных интерференционных схем, характерных для волнообразных процессов квантовой механики, как и описано в этой главе.
Новые исследования убеждают биологов в существовании квантовой магии, скрытой за сигналами клеток.
Проблема с новыми исследованиями в том, что доказанное нематериальное, энергетическое управление биологическими процессами не имеет четкого объяснения. По крайней мере, нет известного классического (ньютонианского) механизма для описания этого явления. В современном мире информация, прежде чем стать реальной и признанной научным сообществом, должна стать количественной, и главная трудность изучения биологического влияния квантового сигнала в том, что измерить эту энергию очень нелегко.
Нередко такая форма коммуникации настолько неуловима, что амплитуда воздействующих на жизнь сигналов значительно ниже разрешения научной аппаратуры. В 2014 г. интернациональная команда исследователей обратила внимание, что клеточные сигналы мембранных белков семейства Ras, одних из самых важных компонентов сигнализирующих сетей в биологии, настолько неуловимы, что их нельзя отличить от фонового «шума», обычно игнорируемого экспериментаторами как технический артефакт.
Энергетические поля, воздействующие на рецепторы клеточной мембраны, например управляющие Ras-белками, представляют собой сигналы внешней среды для контроля клеточных функций. Было доказано, что экспериментальные манипуляции с внешним электромагнитным полем оказали существенное влияние на активность ионных белковых каналов натрия (Na+), калия (K+ АТФазы) и кальция (Ca2+ АТФазы). Поскольку эти мембранные белки управляют электрической активностью клетки, включая развитие и поддержание ее мембранного потенциала, то электромагнитные поля окружающей среды могут определять здоровье и судьбу биологических систем. Например, сегодня достоверно установлено, что радиация от микроволновки, равно как и от сотовых телефонов и других электронных устройств, препятствует нормальному поведению клеток и подрывает их деятельность, что может привести к дисфункции и заболеваниям.
Разумеется, как это всегда бывает в науке, был целый ряд пионеров квантовой биологии, чьи пророческие работы остались без внимания. В конце 1930-х гг. профессор анатомии в Медицинской школе Йельского университета Гарольд Сакстон Берр стремился измерить и охарактеризовать нематериальное «биомагнитное поле» живых организмов. Берр был уверен, что жизнь проявляет электромагнитные свойства, причем они выступают организующим принципом для роста и развития клеток, тканей и органов. Его исследования 1938 г. с использованием электрических установок стали неоспоримым доказательством его правоты.
В то же самое время американский изобретатель Роял Райф независимо подтвердил и развил гипотезу Берра. Он создал «лучевую» машину, которая должна была ослабить или уничтожить патогены и раковые клетки путем фокусировки особых созидательных или разрушительных энергий, интерферирующих на веществах цитоплазмы. Эксперименты Берра и Райфа показали, что появлению определенных болезней, например онкологических, предшествует изменение энергетического поля. Самое важное, что просто изменив частоту этого поля клетки, можно смягчить патологию. Установка на описание «химической» природы живых организмов привела к тому, что ученые-материалисты похоронили серьезные выводы Берра, Райфа и многих других, отстаивающих тесную взаимосвязь жизни с невидимыми энергетическими полями.
Но недавние исследования игнорировать сложнее, поскольку в них используются современные убедительные технологии. В их числе генная инженерия, новейшие микроскопы со сверхвысоким разрешением и чувствительностью, дающие изображения живых клеток, а также флуоресцентные маркеры, которыми ученые помечают белки для четкого рассмотрения их поведения. Такие инструменты не только демонстрируют, насколько квантовая механика повлияла на повседневную биологию, но и побуждают исследователей подробнее изучать механизмы работы биологических систем. Это чрезвычайно важно при разработке новых эффективных технологий органического синтеза и для получения энергии (например, с помощью солнечных элементов).
Одной из инноваций в области биоинженерии стала оптогенетика, с помощью которой клетки программируют на реагирование при конкретных частотах окружающей среды. Эта технология показывает, что клеточные молекулы, особенно белки, являются физическими наноустройствами, поведением которых можно управлять, воздействуя на их электрические и магнитные параметры при помощи энергетических полей окружающей среды. В оптогенетике искусственную ДНК, сочетающую в себе светочувствительную пигментную молекулу с рецептором клеточной мембраны, контролирующим определенные функции, вводят в нервные клетки с помощью вируса. Затем ДНК кодирует искусственный рецепторный белок, который естественным образом включен в мембрану. Ко гда при воздействии света нужной частоты новые рецепторы зараженной клетки активируются, это в свою очередь включает функции клетки.
Не обращая внимания на важность этой работы для квантовой биофизики, а также вследствие громадных возможностей фармкомпаний, презирающих немедикаментозное врачевание, мир традиционной медицины по-прежнему игнорирует роль энергии в биологических процессах. Еще более десяти лет назад я говорил, что это сообщество со временем присоединится к квантовой революции, но его придется «тащить, а половина его будет пинаться и вопить». Увы, оно и по сей день «пинается и вопит». В своей Нобелевской лекции в 2004 г. физик из Кембриджского университета Брайан Джозефсон заявил, что научное сообщество страдает от «патологического неверия», описанного им так: «Я бы не поверил, даже если бы это было правдой». В начале лекции он сказал следующее: «ПРЕДУПРЕЖДАЮ: некоторые идеи моей лекции покажутся слушателям слишком смелыми и будут противоречить многим глубоко укоренившимся убеждениям». Джозефсон припомнил, что существование метеоритов и теория континентального дрейфа первоначально были с негодованием отвергнуты учеными как невозможные. И лишь по прошествии времени и когда доказательств было получено в избытке, традиционная наука все-таки отступила и приняла их как реальность.
Джозефсон также подверг сомнению негативную позицию современных ученых в отношении гомеопатии – альтернативной медицинской практики, которая существует уже более 200 лет, но у медицинского истеблишмента считается шарлатанством. Гомеопатии благоволит британская королевская семья, но это не помешало Британской медицинской ассоциации охарактеризовать ее как «колдовство». Когда же обозреватель New Scientist спросил у Джозефсона, почему он стал сторонником нетрадиционной медицины, тот ответил, что это случилось после публикации данных французского иммунолога Жака Бенвениста. (Бенвенист опубликовал первую научно-исследовательскую статью в поддержку гомеопатии в престижном журнале Nature.) Джозефсон отметил, что данные Бенвениста «спровоцировали до абсурда яростную реакцию со стороны ученых». Он добавил: «Я был поражен, как скверно с ним обошлись». Другой нобелевский лауреат, французский вирусолог Люк Монтанье, награжденный в 2008 г. за открытие вируса СПИДа, изучал гомеопатию и превозносил Бенвениста как «современного Галилея».
Бенвенист подвергся нападкам и демонизации, потому что исследовал предмет, который медицинское и научное сообщество считало метафизической причудой. Гомеопатия имеет дело с сильно разведенными лекарствами, поэтому традиционные ученые не принимают их во внимание. Считается, что гомеопатические растворы разбавлены до такой степени, что больше не содержат исходных сигнальных молекул. В ответ на такую критику разведения Монтанье сообщил журналу Science: «Сильно разбавленные растворы чего-то не являются ничем. Они являются водной структурой, имитирующей исходные молекулы».
Кроме того, Джозефсон назвал «простодушным суждением» то, что молекулы воды не могут иметь структуру для сохранения информации. Такое ограниченное мышление отвергает новые данные о жидких кристаллах, согласно которым вода может распространить упорядоченную структуру на большие расстояния. Это сводит на нет стандартные опровержения гомеопатии.